本发明专利技术公开了一种声呐发射机，包括控制电路、电源电路和功率放大器，控制电路用于接收上位机发出的第一控制信号以向功率放大器输出具有一定占空比的PWM信号；控制电路用于接收上位机发出的第二控制信号以控制电源电路向功率放大器输出与具有一定占空比的PWM信号相适配的激励电压，功率放大器根据接收到的PWM信号和激励电压输出要求功率的发射信号至发射换能器。本发明专利技术还公开了一种具有上述声呐发射机的成像声呐。本发明专利技术在不降低距离分辨率，不增加声呐发射机规模和成本的情况下，可以增大成像声呐发射声波功率的可调范围并提高发射效率。高发射效率。高发射效率。
【技术实现步骤摘要】
声呐发射机及成像声呐
[0001]本专利技术涉及声呐
，尤其涉及一种声呐发射机及具有该声呐发射机的成像声呐。
技术介绍
[0002]成像声呐一般需要对其作用距离范围内的目标进行成像观测，而该观测通常会根据应用场景的不同对成像声呐的性能提出不同的要求。
[0003]在成像声呐的主要应用场景中，用户一方面希望可以通过成像声呐观测到开阔水域下远距离的小型目标，另一方面又希望可以对较浅水域(例如河道、内湖等)的近距离目标进行成像，如此，既需要成像声呐的探测距离能够根据应用场景调整，以在各类场景下均能获得较好的观测效果，而这可以通过调节发射换能器发射声波的功率大小来实现。
[0004]鉴于一般成像声呐要求发射机体积小、效率高，因此声呐发射机一般采用D类功率放大器。目前，主要通过声呐发射机调整激励发射换能器两端的发射信号的脉冲宽度或占空比的方式以调节发射信号的功率，从而改变发射换能器发射声波的功率。
[0005]采用调整发射信号的脉冲宽度的方式虽然可以获取较大的功率调整范围，但存在如下问题：
[0006]一、发射信号的脉冲宽度越大，就需要声呐发射机可以存储更多的能量，其也意味着需要增大储能电容的容量，相对的就需要较大体积的储能电容，从而增大储能电路的规模，使声呐发射机的整体规模增大；
[0007]二、储能电容的容量增大了，会导致储能电容的充电时间增加，而充电时间的增加又会导致成像声呐的最高帧率降低。但成像声呐往往又需要较高的帧率，因此就需要声呐发射机电源可以供给高电流，而高电流会使发射机制造成本增加；
[0008]三、在声呐发射机的发射信号为单频脉冲信号时，若增加脉冲宽度，则会降低成像声呐的距离分辨率，影响成像声呐的远距离观测效果，而为了保持成像声呐的距离分辨率，则需要将声呐发射机发射信号调整为线性调频信号，如此，接收机则需要对接收的信号进行脉冲压缩，而脉冲压缩算法的运算量很大，从而使接收机的解调计算量大大增加。
[0009]而采用调整发射信号的占空比的方式虽然可以避免上述问题，但采用调节发射信号占空比的方式使得发射信号的功率可调范围较小，从而导致发射换能器发射声波功率的动态范围较小，使成像声呐无法适应更多的场景需求。另外，当占空比很小时，发射机效率有较大的降低。
技术实现思路
[0010]为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种声呐发射机，该声呐发射机采用以下技术方案实现：
[0011]一种声呐发射机，包括：控制电路、电源电路和功率放大器，所述控制电路用于接收上位机发出的第一控制信号以向所述功率放大器输出具有一定占空比的PWM信号；所述
控制电路用于接收上位机发出的第二控制信号以控制所述电源电路向所述功率放大器输出与所述具有一定占空比的PWM信号相适配的激励电压，所述功率放大器根据接收到的PWM信号和激励电压输出要求功率的发射信号至发射换能器。
[0012]优选的，所述电源电路包括依次连接的电压选择电路、电源模块和电容充放电电路，所述电压选择电路用于接收上位机发出的第二控制信号以选取与所述具有一定占空比的PWM信号相适配的电压从而通过电源模块向所述电容充放电电路供电，所述电容充放电电路在接收所述电源模块的供电后向所述功率放大器输出激励电压。
[0013]优选的，所述电源模块包括电源芯片，所述电压选择电路包括第一可变电阻电路和分压电路，所述控制电路通过控制所述第一可变电阻电路的阻值并经分压电路的分压作用以使所述电源芯片向所述电容充放电电路输出不同的电压。
[0014]优选的，所述第一可变电阻电路多路复用器，所述多路复用器具有控制端、电源端、输出端以及多个输入端；所述多路复用器的控制端与所述控制电路的输出端连接，用于接收所述第二控制信号，所述多路复用器的电源端用于获取工作电源，所述多路复用器的多个输入端分别串联不同阻值的电阻后接地；所述多路复用器的输出端与电源芯片的FB引脚连接，同时通过分压电路连接于电源芯片的电源输出端。
[0015]优选的，所述电压选择电路还包括与所述多路复用器的输出端连接的接地保护电路；
[0016]或者，所述电压选择电路还包括稳压电路，所述稳压电路连接于所述多路复用器的输出端与工作电源之间。
[0017]优选的，所述电容充放电电路包括充电模式选择电路、储能电容和电压检测电路，所述电源芯片的电源输出端通过所述充电模式选择电路与所述储能电容连接以向所述功率放大器输出激励电压，所述电压检测电路用于将所述储能电容输出的激励电压信息反馈至所述控制电路。
[0018]优选的，所述电压检测电路包括比较器、输出上拉电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第二可变电阻电路，所述比较器的正向输入端通过所述第一分压电阻接地，所述第二分压电阻连接于所述比较器的正向输入端与所述电容的输出端之间，所述比较器的负向输入端通过所述第三分压电阻连接工作电源，所述第二可变电阻电路的输出端连接至所述比较器的负向输入端，所述第二可变电阻电路的输入端接地，所述控制电路通过控制所述第二可变电阻电路以调整所述比较器负向输入端所接收的参考电压的电压值，所述比较器的输出端接入所述控制电路且所述比较器的输出端又通过输出上拉电阻与工作电源连接。
[0019]优选的，所述充电模式选择电路包括开关电路、慢充电路和快充电路，所述控制电路通过控制所述开关电路选择慢充电路或快充电路向所述电容供电。
[0020]优选的，所述开关电路包括第一上拉电阻、第一电阻、第二电阻、第一三极管、第一MOS管，所述第一上拉电阻将所述控制电路的输出端上拉至工作电源，所述控制电路的输出端通过所述第一电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第一MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的源极与电源芯片的电源输出端连接，所述第二电阻连接于所述第一MOS管的栅极与源极之间，所述第一MOS管的漏极分别通过所述慢充电路、所述快充电路与所述储能电容连接。
[0021]优选的，所述慢充电路包括第一二极管和第一限流电阻，所述MOS管的漏极与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述储能电容之间并联有多个所述第一限流电阻。
[0022]优选的，所述快充电路包括第二上拉电阻、第三电阻、第四电阻、第二三极管、第二MOS管、第二分流电阻、第二二极管，所述第二上拉电阻将所述控制电路的输出端上拉至工作电源，所述控制电路的输出端通过第三电阻与所述第二三极管的基级连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第二MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的源极与所述第一MOS管的漏极连接，所述第四电阻连接于所述第二MOS管的栅极与源极之间，所述第二MOS管的漏极与所述第二二极管的正极之间并联有两个第二限流电阻，所述第二二极管的负极与所述储能电容连接。
[0023]为了解决相同的技术问题，本专利技术还提供一种成像声呐，包括上述的声呐发射机。
[0024]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种声呐发射机，其特征在于，包括：控制电路、电源电路和功率放大器，所述控制电路用于接收上位机发出的第一控制信号以向所述功率放大器输出具有一定占空比的PWM信号；所述控制电路用于接收上位机发出的第二控制信号以控制所述电源电路向所述功率放大器输出与所述具有一定占空比的PWM信号相适配的激励电压，所述功率放大器根据接收到的PWM信号和激励电压输出要求功率的发射信号至发射换能器。2.根据权利要求1所述的声呐发射机，其特征在于，所述电源电路包括依次连接的电压选择电路、电源模块和电容充放电电路，所述电压选择电路用于接收上位机发出的第二控制信号以选取与所述具有一定占空比的PWM信号相适配的电压从而通过电源模块向所述电容充放电电路供电，所述电容充放电电路在接收所述电源模块的供电后向所述功率放大器输出激励电压。3.根据权利要求2所述的声呐发射机，其特征在于，所述电源模块包括电源芯片，所述电压选择电路包括第一可变电阻电路和分压电路，所述控制电路通过控制所述第一可变电阻电路的阻值并经分压电路的分压作用以使所述电源芯片向所述电容充放电电路输出不同的电压。4.根据权利要求3所述的声呐发射机，其特征在于，所述第一可变电阻电路包括多路复用器，所述多路复用器具有控制端、电源端、输出端以及多个输入端；所述多路复用器的控制端与所述控制电路的输出端连接，用于接收所述第二控制信号，所述多路复用器的电源端用于获取工作电源，所述多路复用器的多个输入端分别串联不同阻值的电阻后接地；所述多路复用器的输出端与电源芯片的FB引脚连接，同时通过分压电路连接于电源芯片的电源输出端。5.根据权利要求4所述的声呐发射机，其特征在于，所述电压选择电路还包括与所述多路复用器的输出端连接的接地保护电路；或者，所述电压选择电路还包括稳压电路，所述稳压电路连接于所述多路复用器的输出端与工作电源之间。6.根据权利要求4所述的声呐发射机，其特征在于，所述电容充放电电路包括充电模式选择电路、储能电容和电压检测电路，所述电源芯片的电源输出端通过所述充电模式选择电路与所述储能电容连接以向所述功率放大器输出激励电压，所述电压检测电路用于将所述储能电容输出的激励电压信息反馈至所述控制电路。7.根据权利要求6所述的声呐发射机，其特征在于，所述电压检测电路包括比较器、输出上拉电阻、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻和第二可变电阻电路，...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭睿，
申请(专利权)人：北京标融科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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